2024年3月25日发(作者:顿虹雨)
吸收与解吸实验
一、实验目的及任务:
1、熟悉填料塔的构造与操作。
2、观察填料塔流体力学状况,测定压降与气速的关系曲线。
3、掌握总传质系数K
x
a的测定方法并分析影响因素。
4、学习气液连续接触式填料塔,利用传质速率方程处理传质
问题的方法。
二、基本原理:
本装置先用吸收柱将水吸收纯氧形成富氧水后(并流操作),
送入解吸塔顶再用空气进行解吸,实验需测定不同液量和气量下
的解吸总传质系数K
x
a,并进行关联,得到K
x
a=AL
a
·V
b
的关联
式,同时对四种不同填料的传质效果及流体力学性能进行比较。
本实验引入了计算机在线数据采集技术,加快了数据记录与处理
的速度。
1、填料塔流体力学特性:
气体通过干填料层时,流体流动
引起的压降和湍流流动引起的压降
规律相一致。在双对数坐标系中,此
压降对气速作图可得一斜率为1.8~
2的直线(图中aa线)。当有喷淋量
时,在低气速下(c点以前)压降也
正比于气速的1.8~2次幂,但大于
同一气速下干填料的压降(图中bc
段)。随气速的增加,出现载点(图
图1 填料层压降–空
1中c点),持液量开始增大,压降-
塔气速关系示意图
气速线向上弯,斜率变陡(图中cd段)。
到液泛点(图中d点)后,在几乎不变的气速下,压降急剧上升。
2、传质实验:
填料塔与板式塔气液两相接触情况不同。在填料塔中,两相
传质主要是在填料有效湿表面上进行,需要计算完成一定吸收任
务所需填料高度,其计算方法有:传质系数法、传质单元法和等
板高度法。
本实验是对富氧水进行解吸。由于富氧水浓度很小,可认为
气液两相的平衡关系服从亨利定律,即平衡线为直线,操作线也
是直线,因此可以用对数平均浓度差计算填料层传质平均推动力。
整理得到相应的传质速率方式为:
G
A
K
x
aV
p
x
m
K
x
aG
A
V
p
x
m
其中
x
m
(x
1
x
e1
)
(x
2
x
e2
)
x
x
e1
ln
1
x
2
x
e2
G
A
L
x
1
x
2
V
p
Z
相关的填料层高度的基本计算式为:
Z
x
1
Ldx
H
OL
N
OL
即
H
OL
Z/N
OL
x
2
K
x
a
x
e
x
x
1
其中
N
OL
x
2
x
x
2
dxL
,
H
OL
1
x
e
x
x
m
K
x
a
式中:
G
A
—单位时间内氧的解吸量[Kmol/h]
K
x
a —总体积传质系数[Kmol/m
3
•h•Δx]
V
P
—填料层体积[m
3
]
Δx
m
—液相对数平均浓度差
x
1
—液相进塔时的摩尔分率(塔顶)
x
e1
—与出塔气相y
1
平衡的液相摩尔分率(塔顶)
x
2
—液相出塔的摩尔分率(塔底)
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2024年3月25日发(作者:顿虹雨)
吸收与解吸实验
一、实验目的及任务:
1、熟悉填料塔的构造与操作。
2、观察填料塔流体力学状况,测定压降与气速的关系曲线。
3、掌握总传质系数K
x
a的测定方法并分析影响因素。
4、学习气液连续接触式填料塔,利用传质速率方程处理传质
问题的方法。
二、基本原理:
本装置先用吸收柱将水吸收纯氧形成富氧水后(并流操作),
送入解吸塔顶再用空气进行解吸,实验需测定不同液量和气量下
的解吸总传质系数K
x
a,并进行关联,得到K
x
a=AL
a
·V
b
的关联
式,同时对四种不同填料的传质效果及流体力学性能进行比较。
本实验引入了计算机在线数据采集技术,加快了数据记录与处理
的速度。
1、填料塔流体力学特性:
气体通过干填料层时,流体流动
引起的压降和湍流流动引起的压降
规律相一致。在双对数坐标系中,此
压降对气速作图可得一斜率为1.8~
2的直线(图中aa线)。当有喷淋量
时,在低气速下(c点以前)压降也
正比于气速的1.8~2次幂,但大于
同一气速下干填料的压降(图中bc
段)。随气速的增加,出现载点(图
图1 填料层压降–空
1中c点),持液量开始增大,压降-
塔气速关系示意图
气速线向上弯,斜率变陡(图中cd段)。
到液泛点(图中d点)后,在几乎不变的气速下,压降急剧上升。
2、传质实验:
填料塔与板式塔气液两相接触情况不同。在填料塔中,两相
传质主要是在填料有效湿表面上进行,需要计算完成一定吸收任
务所需填料高度,其计算方法有:传质系数法、传质单元法和等
板高度法。
本实验是对富氧水进行解吸。由于富氧水浓度很小,可认为
气液两相的平衡关系服从亨利定律,即平衡线为直线,操作线也
是直线,因此可以用对数平均浓度差计算填料层传质平均推动力。
整理得到相应的传质速率方式为:
G
A
K
x
aV
p
x
m
K
x
aG
A
V
p
x
m
其中
x
m
(x
1
x
e1
)
(x
2
x
e2
)
x
x
e1
ln
1
x
2
x
e2
G
A
L
x
1
x
2
V
p
Z
相关的填料层高度的基本计算式为:
Z
x
1
Ldx
H
OL
N
OL
即
H
OL
Z/N
OL
x
2
K
x
a
x
e
x
x
1
其中
N
OL
x
2
x
x
2
dxL
,
H
OL
1
x
e
x
x
m
K
x
a
式中:
G
A
—单位时间内氧的解吸量[Kmol/h]
K
x
a —总体积传质系数[Kmol/m
3
•h•Δx]
V
P
—填料层体积[m
3
]
Δx
m
—液相对数平均浓度差
x
1
—液相进塔时的摩尔分率(塔顶)
x
e1
—与出塔气相y
1
平衡的液相摩尔分率(塔顶)
x
2
—液相出塔的摩尔分率(塔底)
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